基于仿生技术的强固壁型钻井液体系

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1、石油勘探与开发2013年8月PETRoLEUMEXPLoRAT10NANDDEVEL0PMENTVo1．40No．4497文章编号：1000—0747(2013)04—0497．05DOI：10．11698／PED．2013．04．17基于仿生技术的强固壁型钻井液体系宣扬，蒋官澄，李颖颖，耿浩男，王金树(中国石油大学(北京)石油工程学院)基金项目：国家自然科学基金项目(51074173)；中国石油天然气集团公司科学研究与技术开发项目“钻井新技术新方法研究”摘要：基于仿生技术，模仿海洋生物贻贝分泌的贻贝蛋白具超强黏附性能的特点，合成了仿生固壁剂GB

2、FS．1和仿生页岩抑制剂YZFS一1，并以这2种仿生处理剂为核心，研制了可有效加固井壁并维持井壁稳定的仿生钻井液体系。2种仿生处理剂的性能评价结果表明：GBFS一1具有良好的降滤失性能，且在井壁岩石表面形成的仿生壳能胶黏岩石，胶黏能力强于常见的市售胶黏剂；YZFS．1具有良好的抑制页岩水化膨胀和分散、剥落的能力，抑制效果优于目前国内常用的页岩抑制剂，且有良好的造浆抑制能力。通过处理剂配伍性评价和加量优化，确定了仿生钻井液体系的配方，对其性能进行了评价并与现场应用的某种防塌钻井液体系进行了对比，结果表明：仿生钻井液体系各项基本性能良好，且能有效抑制

3、页岩水化膨胀和分散剥落，总体上优于对比钻井液体系。图6表5参13关键词：井壁稳定；仿生技术；固壁剂；页岩抑制剂；钻井液中图分类号：TE254文献标识码：AAbiomimeticdrillingfluidforwellborestrengtheningXuanYang，JiangGuancheng，LiYingying，GengHaonan，WangJinshu(MOEKeyLaboratoryofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China)Abstract

4、：Basedonbiomimetictechnology,wellborestrengthenerGBFS·-1andshaleinhibitorYZFS-1weresynthesizedimitatingthemusselproteinwhichhassuperadhesion．Anewdrillingfluidsystemcenteringonthetwobiomimeticagentswasdesignedandpreparedinordertoenhancethestrengthofshalerocksnearwellboreandmai

5、ntainwellborestability．VariousinhibitionevaluationtestsshowthatYZFS一1canstronglyinhibitclayhydratedswellingandtheresultingshaledispersion，duetotheadsorptionandself-polymerizationofYZFS-1moleculesintheinterlayerofclay．Besidestheabilityofcontrollingfluidloss，GBFS-1canalsoadhere

6、toshalerock，producedenseandwaterimpermeablebiomimeticshellthathasrelativestrongcohesionstrengthafterspontaneouscure．Theshearstrengthtestsshowthattheshearstrengthoftwoshalepiecesgluedtogetherbythebiomimeticshellinaqueousenvironmentisobviouslystrongerthangluedbyseveralcommonly—

7、usedbinders．Throughcompatibilityevaluationanddosageoptimizationoftheadditives，theformulaofbiomimeticdrillingfluidwasestablished，anditsperformancewasevaluatedandcomparedwithanotheranti-cavingdrillingfluid．Theresultsshowthebiomimeticdrillingfluidisbeaerinallbasicperformancestha

8、ntheanti—cavingdrillingfluidonthewhole．andCanefectivelyinhibitshales